|
|
больше ...
Термины запроса в документе
Реферат
[RU] 1. Способ подготовки имплантируемого устройства медицинского назначения к имплантации в организм субъекта, включающий в себя контактирование указанного устройства с аспартат-аланин-дикетопиперазином (DA-DKP). 2. Способ имплантирования устройства медицинского назначения, включающий в себя имплантирование устройства медицинского назначения некоторому субъекту, причем поверхность устройства содержит DA-DKP. 3. Способ по п.1 или 2, где имплантируемое устройство медицинского назначения выбирают из группы, состоящей из имплантата, катетера, стента, протеза, грудного имплантата, насоса, трубки, штифта, стержня, винта, скобы, пластины и ритмоводителя. 4. Способ по п.3, где указанный стент выбирают из группы, состоящей из сердечного стента, артериального стента и противозачаточного стента. 5. Способ по п.3, где указанный протез выбирают из группы, состоящей из искусственного тазобедренного сустава, искусственного коленного сустава и искусственного голеностопного сустава. 6. Способ по п.3, где указанный насос представляет собой инсулиновый насос. 7. Способ по п.1 или 2, где имплантируемое устройство медицинского назначения изготовлено из материала, который выбирают из группы, состоящей из металла, стали, титана, стекла, полимеров, пластмасс и керамики. 8. Способ по п.1 или 2, где DA-DKP является прилипшим к поверхности имплантируемого устройства медицинского назначения, пропитывает поверхность имплантируемого устройства медицинского назначения или нанесено в виде покрытия на поверхность имплантируемого устройства медицинского назначения. 9. Способ по п.1 или 2, где имплантируемое устройство медицинского назначения приводят в контакт с раствором, содержащим DKP, где указанный раствор налипает на имплантируемое устройство медицинского назначения. 10. Способ по п.9, где концентрация DA-DKP составляет от приблизительно 1 до приблизительно 500 мкМ или от приблизительно 50 до приблизительно 100 мкМ. 11. Способ по любому из пп.1-9, где концентрация DA-DKP на поверхности имплантируемого устройства медицинского назначения, контактирующей с организмом, составляет от приблизительно 1 до приблизительно 200 или приблизительно 50 нг/см 2 . 12. Способ по пп.1-11, где субъект представляет собой млекопитающее. 13. Способ по п.12, где млекопитающим является человек. 14. Способ по пп.1-13, где присутствие DA-DKP повышает иммунную толерантность субъекта к устройству. 15. Имплантируемое устройство медицинского назначения, где поверхность устройства содержит DA-DKP и где имплантируемое устройство медицинского назначения выбирают из группы, состоящей из имплантата, катетера, стента, протеза, грудного имплантата, насоса, трубки, штифта, стержня, винта, скобы, пластины и ритмоводителя. 16. Устройство по п.15, где имплантируемое устройство медицинского назначения изготовлено из материала, который выбирают из группы, состоящей из металла, стали, титана, стекла, полимеров, пластмасс и керамики. 17. Устройство по п.15, где DA-DKP является прилипшим к поверхности устройства, пропитывает поверхность устройства или нанесено в виде покрытия на поверхность устройства. 18. Устройство по п.15, произведенное посредством контактирования устройства с раствором, содержащим DA-DKP, где указанный раствор налипает на устройство. 19. Устройство по любому из пп.17 или 18, где концентрация DA-DKP составляет от приблизительно 1 до приблизительно 500 мкМ или от приблизительно 50 до приблизительно 100 мкМ. 20. Устройство по любому из пп.15-18, где концентрация DA-DKP на поверхности имплантируемого устройства медицинского назначения, контактирующей с организмом, составляет от приблизительно 1 до приблизительно 200 или приблизительно 50 нг/см 2 .
Полный текст патента
(57) Реферат / Формула:
1. Способ подготовки имплантируемого устройства медицинского назначения к имплантации в организм субъекта, включающий в себя контактирование указанного устройства с аспартат-аланин-дикетопиперазином (DA-DKP). 2. Способ имплантирования устройства медицинского назначения, включающий в себя имплантирование устройства медицинского назначения некоторому субъекту, причем поверхность устройства содержит DA-DKP. 3. Способ по п.1 или 2, где имплантируемое устройство медицинского назначения выбирают из группы, состоящей из имплантата, катетера, стента, протеза, грудного имплантата, насоса, трубки, штифта, стержня, винта, скобы, пластины и ритмоводителя. 4. Способ по п.3, где указанный стент выбирают из группы, состоящей из сердечного стента, артериального стента и противозачаточного стента. 5. Способ по п.3, где указанный протез выбирают из группы, состоящей из искусственного тазобедренного сустава, искусственного коленного сустава и искусственного голеностопного сустава. 6. Способ по п.3, где указанный насос представляет собой инсулиновый насос. 7. Способ по п.1 или 2, где имплантируемое устройство медицинского назначения изготовлено из материала, который выбирают из группы, состоящей из металла, стали, титана, стекла, полимеров, пластмасс и керамики. 8. Способ по п.1 или 2, где DA-DKP является прилипшим к поверхности имплантируемого устройства медицинского назначения, пропитывает поверхность имплантируемого устройства медицинского назначения или нанесено в виде покрытия на поверхность имплантируемого устройства медицинского назначения. 9. Способ по п.1 или 2, где имплантируемое устройство медицинского назначения приводят в контакт с раствором, содержащим DKP, где указанный раствор налипает на имплантируемое устройство медицинского назначения. 10. Способ по п.9, где концентрация DA-DKP составляет от приблизительно 1 до приблизительно 500 мкМ или от приблизительно 50 до приблизительно 100 мкМ. 11. Способ по любому из пп.1-9, где концентрация DA-DKP на поверхности имплантируемого устройства медицинского назначения, контактирующей с организмом, составляет от приблизительно 1 до приблизительно 200 или приблизительно 50 нг/см 2 . 12. Способ по пп.1-11, где субъект представляет собой млекопитающее. 13. Способ по п.12, где млекопитающим является человек. 14. Способ по пп.1-13, где присутствие DA-DKP повышает иммунную толерантность субъекта к устройству. 15. Имплантируемое устройство медицинского назначения, где поверхность устройства содержит DA-DKP и где имплантируемое устройство медицинского назначения выбирают из группы, состоящей из имплантата, катетера, стента, протеза, грудного имплантата, насоса, трубки, штифта, стержня, винта, скобы, пластины и ритмоводителя. 16. Устройство по п.15, где имплантируемое устройство медицинского назначения изготовлено из материала, который выбирают из группы, состоящей из металла, стали, титана, стекла, полимеров, пластмасс и керамики. 17. Устройство по п.15, где DA-DKP является прилипшим к поверхности устройства, пропитывает поверхность устройства или нанесено в виде покрытия на поверхность устройства. 18. Устройство по п.15, произведенное посредством контактирования устройства с раствором, содержащим DA-DKP, где указанный раствор налипает на устройство. 19. Устройство по любому из пп.17 или 18, где концентрация DA-DKP составляет от приблизительно 1 до приблизительно 500 мкМ или от приблизительно 50 до приблизительно 100 мкМ. 20. Устройство по любому из пп.15-18, где концентрация DA-DKP на поверхности имплантируемого устройства медицинского назначения, контактирующей с организмом, составляет от приблизительно 1 до приблизительно 200 или приблизительно 50 нг/см 2 .
Евразийское 027343 (13) B1
патентное
ведомство
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ЕВРАЗИЙСКОМУ ПАТЕНТУ
(45) Дата публикации и выдачи патента (51) Int. Cl. A61F13/00 (2006.01)
2017.07.31
(21) Номер заявки 201490736
(22) Дата подачи заявки
2012.10.10
(54) ИМПЛАНТИРУЕМЫЕ УСТРОЙСТВА МЕДИЦИНСКОГО НАЗНАЧЕНИЯ С
ПОВЫШЕННОЙ ИММУННОЙ ТОЛЕРАНТНОСТЬЮ И СПОСОБЫ ИЗГОТОВЛЕНИЯ
И ИМПЛАНТИРОВАНИЯ
(31) 61/545,465
(32) 2011.10.10
(33) US
(43) 2014.09.30
(86) PCT/US2012/059483
(87) WO 2013/055749 2013.04.18
(71) (73) Заявитель и патентовладелец:
АМПИО ФАРМАСЬЮТИКАЛЗ, ИНК. (US)
(72) Изобретатель:
Бар-Ор Дэвид (US)
(74) Представитель:
Медведев В.Н. (RU)
(56) US-A1-20100105698 WO-A2-0211676 US-A1-20040024180
(57) Изобретение относится к имплантируемому устройству медицинского назначения, где поверхность устройства содержит DA-DKP, а также к способу подготовки имплантируемого устройства и способу имплантирования указанного устройства.
Перекрестная ссылка на родственную заявку
На основании §119(е) раздела 35 Кодекса законов США настоящая заявка испрашивает приоритет предварительной заявки на патент США № 61/545465, поданной 10 октября 2011 года. Полное описание предварительной заявки на патент США № 61/545465 включено в настоящий документ посредством ссылки.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к контактированию одной или более поверхностей имплантируемого устройства медицинского назначения с аспартат-аланин-дикетопиперазином (DA-DKP).
Предпосышки создания изобретения
Имплантирование устройства медицинского назначения в организм пациента может инициировать аномальную иммунную реакцию организма пациента, которая может помешать приживляемости им-планта и результатом которой может стать отказ устройства. Для пациента это может означать продолжительное воспаление, высокий риск инфекции и разрастание ткани, что может привести к осложнениям и дискомфорту. Эти эффекты тормозят выздоровление и часто означают необходимость дополнительного медицинского вмешательства.
Сущность изобретения
Настоящее изобретение предоставляет способ изготовления имплантируемого устройства медицинского назначения для имплантирования некоторому субъекту, включающий в себя контактирование указанного устройства с аспартат-аланин-дикетопиперазином (DA-DKP).
Кроме того, настоящее изобретение предоставляет способ имплантирования устройства медицинского назначения, включающий в себя имплантирование устройства медицинского назначения некоторому субъекту, где поверхность устройства содержит DA-DKP.
Имплантируемое устройство медицинского применения может быть выбранным из имплантата, катетера, стента, протеза, грудного имплантата, насоса, трубки, штифта, стержня, винта, скобы, пластины и ритмоводителя. В одном аспекте указанный стент может быть выбранным из сердечного стента, артериального стента и противозачаточного стента. В другом аспекте указанный протез может быть выбранным из искусственного тазобедренного сустава, искусственного коленного сустава и искусственного голеностопного сустава. В еще одном другом аспекте указанный насос может представлять собой инсулиновый насос. И в еще одном другом аспекте имплантируемое устройство медицинского назначения может быть изготовленным из материала, который выбирают из металла, стали, титана, стекла, полимеров, пластмасс и керамики.
В одном аспекте DA-DKP прилипает к поверхности имплантируемого устройства медицинского назначения. В другом аспекте DA-DKP впитывается в поверхность имплантируемого устройства медицинского назначения. В еще одном другом аспекте DA-DKP образует покрытие на поверхности имплантируемого устройства медицинского назначения. И в еще одном другом аспекте имплантируемое устройство медицинского назначения контактирует с раствором, содержащим DA-DKP, где этот раствор прилипает к устройству.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения количество DA-DKP, который прилипает к поверхности имплантируемого устройства медицинского назначения, или впитывается в поверхность имплантируемого устройства медицинского назначения, или образует покрытие на поверхности имплантируемого устройства медицинского назначения, может составлять от приблизительно 1 до приблизительно 500 мкМ. В еще одном другом аспекте это количество может составлять от приблизительно 50 до приблизительно 100 мкМ.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения концентрация DA-DKP на поверхности имплантируемого устройства медицинского назначения, контактирующей с организмом, составляет от приблизительно 1 до приблизительно 200 нг/см2. В другом аспекте концентрация DA-DKP на поверхности имплантируемого устройства медицинского назначения, контактирующей с организмом, составляет приблизительно 50 нг/см2.
Субъектом указанных способов может быть некоторое млекопитающее, включая человека.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения присутствие DA-DKP повышает иммунную толерантность субъекта к устройству.
Другие варианты осуществления настоящего изобретения относятся к имплантируемому устройству медицинского назначения, где поверхность устройства содержит DA-DKP.
Указанное устройство может быть выбранным из имплантата, катетера, стента, протеза, грудного имплантата, насоса, трубки, штифта, стержня, винта, скобы, пластины и ритмоводителя. В еще одном другом аспекте это устройство может быть изготовленным из материала, который выбирают из металла, стали, титана, стекла, полимеров, пластмасс и керамики.
В одном аспекте DA-DKP прилипает к поверхности устройства. В другом аспекте DA-DKP впитывается в поверхность устройства. В еще одном другом аспекте DA-DKP образует покрытие на поверхности устройства. И в еще одном другом аспекте устройство контактирует с раствором, содержащим DA-DKP, где этот раствор прилипает к устройству.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения количество DA-DKP, который при
липает к поверхности устройства, или впитывается в поверхность устройства, или образует покрытие на поверхности устройства, может составлять от приблизительно 1 до приблизительно 500 мкМ. В еще одном другом аспекте это количество может составлять от приблизительно 50 до приблизительно 100 мкМ.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения концентрация DA-DKP на поверхности устройства, контактирующей с организмом, составляет от приблизительно 1 до приблизительно 200 нг/см2. В другом аспекте концентрация DA-DKP на поверхности устройства, контактирующей с организмом, составляет приблизительно 50 нг/см2.
Описание изобретения
Настоящее изобретение относится к контактированию (такому как при покрытии, пропитывании и т.п.) одной или более поверхностей имплантируемого устройства медицинского назначения с DA-DKP. DA-DKP могут подавлять иммунную реакцию субъекта против имплантированного устройства медицинского назначения, и поэтому их можно считать иммуномодуляторными DA-DKP. Благодаря внесению DA-DKP на поверхность имплантированного устройства можно ослабить осложнения, связанные с иммунной реакцией против таких устройств (отказ устройства и осложнения у пациента). Без связи с какой бы то ни было теорией полагают, что при покрытии или контакте имплантируемого устройства медицинского назначения с DA-DKP присутствие DA-DKP повышает иммунную толерантность субъекта к такому устройству.
Различные варианты осуществления настоящего изобретения включают в себя способ подготовки имплантируемого устройства медицинского назначения для введения субъекту посредством контактирования этого устройства с DA-DKP. Другой вариант осуществления настоящего изобретения предоставляет способ имплантирования устройства медицинского назначения у субъекта, отличающийся тем, что поверхность устройства содержит DA-DKP. Еще один вариант осуществления настоящего изобретения предоставляет имплантируемое устройство медицинского назначения, где поверхность устройства содержит DA-DKP.
Для повышения иммунной толерантности имплантируемого устройства медицинского назначения и/или для имплантирования устройства медицинского назначения указанное устройство и/или поверхность устройства можно приводить в контакт с DA-DKP согласно настоящему изобретению.
Способы получения дикетопиперазинов хорошо известны в данной области техники, и эти способы можно применять для синтеза дикетопиперазинов согласно настоящему изобретению (см., например, патенты США №№ 4694081, 5817751, 5990112, 5932579 и 6555543; публикацию заявки на патент США № 2004/0024180, РСТ-заявки WO 96/00391 и WO 97/48685 и публикацию Smith et al, Bioorg. Med. Chem. Letters, 8, 2369-2374 (1998), полные раскрытия которых включены в настоящий документ посредством ссылки.
Например, дикетопиперазины можно получать, синтезируя сначала дипептиды. Эти дипептиды можно синтезировать, применяя способы, хорошо известные в данной области техники, с использованием L-аминокислот, D-аминокислот или комбинации D- и L-аминокислот. Предпочтительными являются способы твердофазного синтеза пептидов. Само собой разумеется, что дипептиды доступны коммерчески из многих источников, включая DMI Synthesis Ltd., Cardiff, UK (синтез по индивидуальным заказам), Sigma-Aldrich, St. Louis, МО (преимущественно синтез по заказам), Phoenix Pharmaceuticals, Inc., Belmont, CA (синтез по заказам), Fisher Scientific (синтез по заказам) и Advanced ChemTech, Louisville, KY.
После синтеза или приобретения дипептида его циклизуют, образуя дикетопиперазин. Это можно осуществлять, применяя различные технические приемы. Например, способ циклизации дипептидов описан в опубликованной заявке на патент США № 2004/0024180. В кратком изложении дипептид нагревают в органическом растворителе, удаляя воду отгонкой. Предпочтительно этот органический растворитель образует с водой низкокипящий азеотроп, примерами таких растворителей являются ацето-нитрил, аллиловый спирт, бензол, бензиловый спирт, н-бутанол, 2-бутанол, трет-бутанол, бутиловый сложный эфир уксусной кислоты, тетрахлорид углерода, хлорбензол, хлороформ, циклогексан, 1,2-дихлорэтан, диэтилацеталь, диметилацеталь, этиловый сложный эфир уксусной кислоты, гептан, метили-зобутилкетон, 3-пентанол, толуол и ксилол. Температура зависит от скорости реакции, при которой происходит циклизация, и от типа применяемого азеотропного средства. Предпочтительно реакцию проводят при 50-200°С (более предпочтительно при 80-150°С). Диапазон рН, в котором происходит циклизация, может легко определить квалифицированный специалист в данной области техники. Преимущественно это диапазон рН от 2 до 9 (предпочтительно от 3 до 7). Когда одна или обе аминокислоты дипеп-тида изначально имеют карбоксильные группы на своих боковых цепях (например, в аспарагиновой кислоте или глутаминовой кислоте) или приобретают их при дериватизации, такой дипептид предпочтительно циклизуют так, как описано в патенте США № 6555543. В кратком изложении дипептид с защищенным карбоксилом в боковой цепи нагревают в нейтральных условиях. Обычно такой дипептид будут нагревать приблизительно при 80-180°С (предпочтительно приблизительно при 120°С). Растворитель должен быть нейтральным. Например, растворитель может включать в себя спирт (такой как бутанол, метанол, этанол и высшие спирты, но не фенол) и азеотропный сорастворитель (такой как толуол, бензол или ксилол). Предпочтительно таким спиртом является бутан-2-ол, а азеотропный сорастворитель пред
ставляет собой толуол. Нагревание продолжают до завершения реакции, время наступления которого можно определить эмпирически. В типичном случае для циклизации дипептида при кипячении с обратным холодильником потребуется приблизительно от 8 до 24 ч (предпочтительно приблизительно 18 ч). В конце процедуры у дикетопиперазина удаляют защитную группу. Чтобы сохранить хиральность конечного соединения при удалении защиты, следует избегать применения сильных кислот (минеральных кислот, таких как серная или хлористо-водородная кислоты), сильных оснований (щелочных оснований, таких как гидроксид калия или гидроксид натрия) и сильных восстановителей (например, алюмогидрида лития).
Дипептиды, полученные на твердофазных смолах, можно циклизовать и отделять от смолы в одну стадию. См., например, патент США № 5817751. Например, смолу, имеющую присоединенный N-алкилированный дипептид, суспендируют в толуоле или в смеси толуола с этанолом в присутствии уксусной кислоты (например, 1%) или триэтиламина (например, 4%). Как правило, предпочтительны основные условия циклизации, поскольку при этом циклизация происходит быстрее.
Для получения дикетопиперазина формулы I, в котором аминокислотная боковая цепь является де-риватизированной, в синтезе дипептидов можно использовать дериватизированные аминокислоты, можно дериватизировать дипептиды и/или можно дериватизировать дикетопиперазины, как известно в данной области техники. См., например, ссылки, приведенные выше.
В данной области техники известны и другие способы циклизации дипептидов и получения дикето-пиперазинов, и все эти способы можно применять на практике для получения дикетопиперазинов согласно настоящему изобретению (см., например, ссылки, приведенные выше). В дополнение к этому многие дикетопиперазины, подходящие для применения согласно настоящему изобретению, можно получать из белков и пептидов, как описано ниже. Кроме того, дикетопиперазины, предназначенные для практического применения настоящего изобретения, можно приобретать коммерческим путем, например, у DMI Synthesis Ltd., Cardiff, UK (синтез по индивидуальному заказу).
Дикетопиперазины формулы I включают в себя все возможные стереоизомеры, которые можно получать, варьируя конфигурацию индивидуальных хиральных центров, осей или поверхностей. Другими словами, дикетспиперазины формул I и II включают в себя все возможные диастереомеры, а также все оптические изомеры (энантиомеры).
При практическом применении настоящего изобретения можно также использовать физиологически приемлемые соли DA-DKP согласно настоящему изобретению. К физиологически приемлемым солям относятся традиционные нетоксичные соли, такие как соли, произведенные из неорганических кислот (таких как хлористо-водородная, бромисто-водородная, серная, фосфорная, азотная и т.п.), органических кислот (таких как уксусная, пропионовая, янтарная, гликолевая, стеариновая, молочная, яблочная, винная, лимонная, глутаминовая, аспарагиновая, бензойная, салициловая, щавелевая, аскорбиновая и т.п.) или оснований (таких как гидроксид, карбонат или бикарбонат фармацевтически приемлемых катионов металлов или органических катионов, произведенных из ^^дибензилэтилендиамина, D-глюкозамина или этилендиамина). Указанные соли получают традиционным образом, например нейтрализуя кислотой соединение, представленное в форме свободного основания.
Было обнаружено, что дикетопиперазины, подходящие для применения согласно настоящему изобретению, присутствуют в некоторых коммерчески доступных фармацевтических композиция, предназначенных для внутривенного применения, содержащих альбумин, иммуноглобулин и эритропоэтин. Дикетопиперазины, присутствующие в этих фармацевтических препаратах образуются на стадиях нагревания, часто применяемых при изготовлении этих фармацевтических композиций. Результатом такого нагревания является отщепление от белка двух N-концевых и/или двух С-концевых аминокислот и их циклизация с образованием дикетопиперазинов.
Соответственно дикетопиперазины, предназначенные для применения согласно настоящему изобретению, можно получать, нагревая растворы альбумина, иммуноглобулина, эритропоэтина и других белков и пептидов. Например, готовят раствор альбумина, иммуноглобулина или другого белка и пептида в фосфатном буфере при нейтральном рН. Предпочтительно для того, чтобы обеспечить протониро-вание N-концевой и/или С-концевой аминокислоты, такой раствор делают концентрированным. Этот раствор нагревают при 60°С от приблизительно 2 ч до нескольких дней (приблизительно, в течение 4 дней), чтобы вызвать образование дикетопиперазинов. Предпочтительно следует избегать денатурации белка. Это можно осуществить, применяя более короткое время и/или добавляя каприловую кислоту или N-ацетилтриптофан (приблизительно 0,02 М для каждого вещества).
Дикетопиперазины, предназначенные для применения согласно настоящему изобретению, можно, кроме того, получать, осуществляя контакт раствора альбумина, иммуноглобулина, эритропоэтина или другого белка или пептида с ферментом, который может отщеплять две N-концевые аминокислоты от белка или пептида (например, с дипептидилпептидазами), или с ферментом, который может отщеплять две С-концевые аминокислоты от белка или пептида (например, с карбоксипептидазами). Подходящие дипептидилпептидазы и карбоксипептидазы доступны коммерчески, например, у Sigma. Реакцию следует проводить при рН 6-8 предпочтительно в буфере (таком как фосфатный буфер) при температуре, достаточно высокой для ускорения реакции, но еще недостаточно высокой для денатурирования белка (на
пример, 37°С).
Аминокислотные последовательности многих белков и пептидов хорошо известны, и можно выбрать белок или пептид с N-концевой и/или С-концевой последовательностью, желательной для получения требующегося дикетопилеразина (одного или более) любым способом. Кроме того, пептиды с желательной последовательностью можно синтезировать и применять хорошо известными способами.
Дикетопиперазины можно очищать из содержащих их растворов, включая коммерчески доступные фармацевтические композиции, содержащие альбумин, иммуноглобулин и эритропоэтин, хорошо известными способами, такими как эксклюзионная хроматография (например, фильтрование в устройствах Centricon), аффинная хроматография (например, с использованием колонки со сферическими частицами, к которым прикреплено антитело или антитела, направленные к желаемым дикетопиперазинам (одному или более), или антитело или антитела, направленные к укороченному белку или пептиду), анионооб-менная или катионообменная хроматография. Очищенные дикетопиперазины можно применять и включать в фармацевтические композиции, как описано выше.
Композицию DA-DKP согласно настоящему изобретению можно получать из растворов, содержащих DA-DKP, включая коммерчески доступные фармацевтические композиции, содержащие альбумин (такой как человеческий сывороточный альбумин), применяя хорошо известные способы, такие как ультрафильтрация, хроматография (эксклюзионная хроматография , например фильтрование в устройствах Centricon), аффинная хроматография (например, с использованием колонки со сферическими частицами, к которым прикреплено антитело или антитела, направленные к желаемым дикетопиперазинам (одному или более), или антитело или антитела, направленные к укороченному белку или пептиду), анионооб-менная или катионообменная хроматография, центрифугирование в градиенте сахарозы, хроматография, осаждение солью или обработка ультразвуком, с помощью которых можно будет удалять из раствора некоторую часть альбумина (или весь альбумин). Получаемую в результате этого композицию, содержащую DA-DKP, можно применять и включать в фармацевтические композиции, применяемые для нанесения покрытия, пропитывания или создания оболочки на имплантируемых устройствах медицинского назначения согласно настоящему изобретению.
Применяя ультрафильтрационный способ разделения, композицию человеческого сывороточного альбумина можно пропускать над ультрафильтрационной мембраной, имеющей порог эксклюзии по молекулярной массе, который задерживает альбумин, но пропускает DA-DKP в фильтрат или во фракцию, получаемую в результате. Этот фильтрат может содержать компоненты с молекулярными массами, составляющими менее чем приблизительно 50, менее чем приблизительно 40, менее чем 30, менее чем приблизительно 20, менее чем приблизительно 10, менее чем приблизительно 5, менее чем приблизительно 3 кДа. Предпочтительно фильтрат содержит компоненты, имеющие молекулярные массы, составляющие менее чем приблизительно 5 кДа (также обозначаемые как " <5000MW"). Эта <5000MW-фракция или фильтрат содержит DA-DKP, который образуется после отщепления дипептида аспартат-аланин от альбумина и последующей циклизации в дикетопиперазин.
Имплантируемые устройства медицинского назначения согласно настоящему изобретению представляют собой устройства, которые можно имплантировать в организм субъекта. Например, такие устройства могут представлять собой имплантат, катетер, стент, протез, имплант (такой как грудной им-плант), насос, трубку, штифт, стержень, винт, скобу, пластину и ритмоводитель. К стентам могут относиться (но не ограничиваясь этим) кардиологические стенты и артериальные стенты (например, применяемые для расширения артерий и для улучшения кровотока), а также противозачаточные стенты (такие как Essure(r)). К протезам могут относиться (но не ограничиваясь этим) искусственный тазобедренный сустав (один или более), искусственный коленный сустав (один или более) или искусственный голеностопный сустав (один или более). К насосам могут относиться (но не ограничиваясь этим) инсулиновые насосы.
Имплантируемые устройства медицинского назначения согласно настоящему изобретению могут быть изготовленными из одного или более разнообразных материалов. Например, таким материалом может быть металл, сталь, титан, стекло, полимеры, пластмассы или керамика.
Дикетопиперазины согласно настоящему изобретению могут быть прилипшими к поверхности имплантируемых устройств медицинского назначения, могут их пропитывать или находиться на них в виде покрытия. Например, имплантированное устройство медицинского назначения может быть приведено в контакт с раствором, содержащим DA-DKP, и этот раствор налипает на имплантируемое устройство медицинского назначения или пропитывает его или образует на нем покрытие. Концентрация DA-DKP, который налипает на поверхность имплантированного устройства медицинского назначения или образует на нем покрытие, может быть в диапазоне, нижняя граница которого составляет приблизительно 1, приблизительно 5, приблизительно 10, приблизительно 20, приблизительно 30, приблизительно 40, приблизительно 50, приблизительно 60, приблизительно 70, приблизительно 80, приблизительно 90, приблизительно 100, приблизительно 110, приблизительно 120, приблизительно 130, приблизительно 140, приблизительно 150, приблизительно 160, приблизительно 170, приблизительно 180, приблизительно 190 или приблизительно 200 мкМ. В дополнение к этому концентрация DA-DKP, который налипает на поверхность имплантированного устройства медицинского назначения или образует на нем покрытие, мо
жет быть в диапазоне, верхняя граница которого составляет приблизительно 500, приблизительно 475, приблизительно 450, приблизительно 425, приблизительно 400, приблизительно 375, приблизительно 350, приблизительно 325, приблизительно 320, приблизительно 310, приблизительно 300, приблизительно 290, приблизительно 280, приблизительно 270, приблизительно 260, приблизительно 250, приблизительно 240, приблизительно 230, приблизительно 220 или приблизительно 210 мкМ.
В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения концентрация DA-DKP на поверхности устройства медицинского назначения, которая после имплантации контактирует с организмом, может быть в диапазоне, нижняя граница которого составляет приблизительно 1, приблизительно 5, приблизительно 10, приблизительно 15, приблизительно 20, приблизительно 25, приблизительно 30, приблизительно 35, приблизительно 40, приблизительно 45, приблизительно 50, приблизительно 55, приблизительно 60, приблизительно 65, приблизительно 70, приблизительно 75, приблизительно 80, приблизительно 85, приблизительно 90, приблизительно 95 или приблизительно 100 нг/см2. Предпочтительно концентрация DA-DKP на поверхности устройства медицинского назначения, которая после имплантации контактирует с организмом, может составлять приблизительно 50 нг/см2. В дополнение к этому концентрация DA-DKP на поверхности устройства медицинского назначения, которая после имплантации контактирует с организмом, может быть в диапазоне, верхняя граница которого составляет приблизительно 200, приблизительно 195, приблизительно 190, приблизительно 185, приблизительно 180, приблизительно 175, приблизительно 170, приблизительно 165, приблизительно 160, приблизительно 155, приблизительно 150, приблизительно 145, приблизительно 140, приблизительно 135, приблизительно 130 или приблизительно 125 нг/см2.
Субъектом настоящего изобретения может быть некоторое млекопитающее, такое как кролик, коза, собака, кот, лошадь или человек. Предпочтительно таким субъектом является человек.
Неопределенные артикли "а" или "an", используемые в англоязычном тексте настоящего документа, означают один или более объектов.
Выражения "содержит (включает в себя)" и "содержащий (включающий в себя"), используемые в настоящем документе, включают в объем своих значений все более узкие термины, такие как "состоящий существенно из (включающий в себя существенно)" и "состоящий из (включающий в себя)", в качестве альтернативных вариантов осуществления настоящего изобретения, характеризуемых в настоящем документе выражениями "содержит (включает в себя)" или "содержащий (включающий в себя)". При использовании выражения "состоящий существенно из (включающий в себя существенно)" считали, что это выражение ограничивает объем некоторого заявления конкретными стадиями и материалами, а также теми факторами, которые не влияют на основные и новые характеристики настоящего изобретения, раскрытые в настоящем документе.
Квалифицированным специалистам в данной области техники, рассматривающим нижеследующие неограничивающие примеры, станут очевидными дополнительные объекты, преимущества и новые особенности настоящего изобретения. Приведенные ниже экспериментальные результаты представлены только для иллюстрации и не имеют целью ограничить объем настоящего изобретения.
Примеры
Пример 1.
Этот пример показывает результаты анализа биопленок на ортопедических устройствах, извлеченных для определения наличия корреляции между присутствием дикетопиперазина и бактериальной колонизацией. Бактерии используют низкомолекулярные лактоны N-ацилгомосерина и дикетопиперазины для инициирования образования биопленки и для регулирования роста колонии. Как было показано ранее, аспартат-аланин-дикетопиперазин (DA-DKP), образованный посредством отщепления и циклизации N-концевых аминокислот человеческого сывороточного альбумина, является иммуномодуляторным для человеческих Т-лимфоцитов памяти, но не для наивных лимфоцитов.
Методики.
Данное исследование было одобреноИнституциональным наблюдательным советом (IRB).
В исследование были включены 22 пациента, у которых удаляли имплантированные устройства. С извлеченных ортопедических устройств снимали поверхностную биопленку, используя смесь метанола с формиатом аммония. Собирали материал с молекулярной массой менее 3 кДа (" <3kD MW") и анализировали уровни дикетопиперазина, используя анионообменную жидкостную хроматографию высокого давления в сочетании с масс-спектрометрией с электрораспылительной отрицательной ионизацией.
Результаты.
33 пациента в возрасте от 6 лет до 91 года, средний возраст 54 года. 15 мужчин и 18 женщин. По данным клинической лаборатории 10 устройств были культурально положительными. В пяти случаях преобладающим микроорганизмом был стафилококк. В одном из трех случаев были также изолированы виды бактероидов и стафилококков. Во всех 33 случаях детектируемые количества DA-DKP были обнаружены со средним уровнем 120 нг/мл. Более высокие количества DA-DKP (9,75-235 нг/мл) обнаружены в культурально положительных устройствах - по сравнению с культурально отрицательными (1,78-34,7 нг/мл). Кроме того, одно устройство, удаленное при остеомиелите, имело содержание DA-DKP, составлявшее 3063 нг/мл (см. табл. 1).
Выводы.
Группа исследования количеств DA-DKP
DA-DKP является важным иммунным модулятором при образовании биопленки на ортопедических имплантах. Его присутствие в биопленках, найденных на извлеченных ортопедических устройствах, предполагает наличие врожденных физиологических механизмов, придающих толерантность к имплантированному устройству, возможно, в корреляции с наличием реакций воспаления/отторжения.
Винты
(большеберцовая кость)
Gram+
9, 75
Винты
(тазобедренный сустав)
Нет
3, 91
Пластина + винты
(голеностопный
сустав)
Нет
14, 2
Винты
(голеностопный сустав)
Нет
9, 32
Винты (бедренная кость)
Staph aureus
53, 1
Протез коленного сустава
Отрицательно
1, 78
Винты (коленный сустав)
Нет
3,41
Скоба + винты (голеностопный сустав)
Дрожжи
20,4
Винты (бедренная кость)
Отрицательно
4, 21
Пластина + винты (лучевая кость)
Отрицательно
9, 78
Пластина + стержень (тазобедренный сустав)
Нет
2, 13
Пластины + винт (голеностопный сустав)
Нет
12, 7
Пример 2. Выделение и характеризация пептидов и белков из эндотрахеальных трубок.
Результаты этого примера дополнительно демонстрируют, что DKP присутствует на имплантируемых устройствах медицинского назначения, таких как эндотрахеальные трубки, когда они имплантированы в организм субъекта. Присутствие DKP на этих трубках помогает субъекту выработать толерантность к этим трубкам. Это еще раз демонстрирует уникальность сделанного открытия, состоящего в том, что нанесение DPK в виде покрытия на имплантируемые устройства медицинского назначения, такие как эндотрахеальные трубки, производимое перед имплантацией, повышает иммунную толерантность субъекта и/или ослабляет его воспалительную реакцию на такую трубку.
Эндотрахеальные трубки, отбрасываемые после использования у пациентов с механически вентилируемой травмой, собирали в стерильные биологически безопасные пакеты и немедленно транспортировали в исследовательскую лабораторию травматологического отделения. В качестве контроля отсутствия биопленок использовали эндотрахеальные трубки хирургических пациентов, применявшиеся только в течение нескольких часов при хирургических операциях, после которых эти трубки обычно отбрасываются.
Методика.
Биопленку и/или слизь снимали с проксимальных концов эндотрахеальных трубок, помещая их в центрифужные пробирки, содержавшие 1-2 мл буфера, используемого при каждом хроматографическом анализе и состоящего из 60% метанола и 40% 50 мМ формиата аммония, с интенсивным промыванием пипеткой и перемешиванием на вэртексе. После снятия биопленки с эндотрахеальной трубки осадок отделяли центрифугированием и замораживали для последующего анализа бактериального содержимого. Супернатант биопленки собирали для анализа на белок и пептиды с большой молекулярной массой. Аликвоту супернатанта биопленки помещали в колонку для центрифужной ультрафильтрации (Vivaspin 500, 3000 MWCO, Sartorius, Hannover, Germany) для центрифугирования при 15000xg. Фильтрат собирали для анализа на пептиды с молекулярной массой менее 3 кДа.
Супернатанты, содержавшие материал с более высокой молекулярной массой, анализировали посредством высокоэффективной жидкостной хроматографии (HPLC, Waters, Milford, MA, USA), сопряженной с времяпролетной масс-спектрометрией при положительной электрораспылительной ионизации (+ESI-TOF MS, Micromass, UK). Каждый супернатант разбавляли в десять раз дистиллированной водой. 10 мкл каждого образца инъецировали на колонку HPLC (YMC-Pack Protein-PR, 150x4,6 мм, 5 мкм), нагреваемую при 50°С (Waters, Milford, MA, USA), применяя 20-минутный линейный градиент с использованием смеси воды с 0,1%-ной трифторуксусной кислотой (А) и смеси ацетонитрила с 0,1% TFE (В). Поток, выходивший после HPLC, разделяли в отношении 1:20 (об./об.) и инъецировали в масс-спектрометр с диапазоном сканирования от 500 до 3500 m/z, напряжением на конусе 30 эВ, температурой источника 100°С и температурой газа 250°С. Альбумин (молекулярный стандарт) элюируется при 8,15 мин, визуа-лизируясь в виде сигнала в диапазоне от 1100 до 2500 m/z, представляющий заряды от +44 до +26. Про
водили деконволюцию спектра относительно массы незаряженного исходного соединения, используя MaxEnt 1 (Micromass, UK). После этого масс-спектр исходного соединения интегрировали и рассчитывали относительные доли каждого вида.
Из каждой <3000-Da-фракции фильтрата супернатанта биопленки отбирали 50 мкл и инъецировали на анионообменную колонку (Supelcosil, SAX1 250x4,6 мм, Supelco) в системе высокоэффективной жидкостной хроматографии (система 2795, Waters, MA), сопряженной с масс-спектрометром (LCT-TOF, Mi-cromass, UK), и проводили количественный анализ, используя в качестве подвижной фазы смесь метанола с 25 мМ водным раствором ацетата аммония (Sigma Aldrich, St. Lois, МО) в изократическом режиме при скорости потока 1 мл/мин. Поток на выходе после HPLC разделяли в отношении 1:20 (об./об.) и инъецировали в масс-спектрометр с отрицательной электрораспылительной ионизацией (-ESI MS) в диапазоне сканирования 80-1000 m/z при напряжении на конусе 30 эВ, температуре источника 100°С и температуре газа 250°С. DA-DKP, применявшийся в качестве молекулярного стандарта, измеряли, проводя мониторинг массы 185 во времени, что соответствует DA-DKP за вычетом единственного протона (-Н+). DA-DKP элюируется при 5,8 мин, его количество определяли, интегрируя площадь под кривой. Эту площадь сравнивали со стандартным графиком, полученным с известными концентрациями (5000, 1000, 200, 40, 8 нг/мл) синтетического DA-DKP в качестве стандарта (DMI Synthesis, Newport, Wales). Этот калибровочный график оказался очень линейным в этом диапазоне (R2=0,99998).
Концентрация DKP на более чем 100 эндотрахеальных трубок, определенная по вышеописанной методике, представлена в табл. 2. Концентрация DKP ([DKP]), представленная в табл. 2, уже скорректирована с учетом объема, добавленного для растворения биопленки.
В табл. 2 использованы следующие обозначения:
ID# - идентификационный номер субъекта.
Пол - мужской (М) или женский (F) пол субъекта.
Возраст - возраст субъекта (количество лет).
[DKP] нг/мл - концентрация DKP в нг/мл, уже скорректированная с учетом объема, добавленного для растворения биопленки.
Идентифицированные бактерии - тип бактерий, обнаруженных на эндотрахеальной трубке.
Дни вентилирования - число дней, в течение которых эндотрахеальная трубка была имплантирована субъекту.
Идентифицированный белок - белки, которые определены на эндотрахеальной трубке.
AIS - аббревиатура для оценки по шкале травмирования, где оценка в 1 балл означает небольшое повреждение, 2 балла - умеренное, 3 - серьезное, 4 - тяжелое, 5 критическое, 6 - максимальное, 9 - без дальнейших уточнений.
ISS - оценка по шкале тяжести повреждения, оценивающая тяжесть травмы и коррелирующая со смертностью, заболеваемостью и продолжительностью госпитализации после травмы.
GCS - оценка по шкале глубины комы Глазго -неврологической шкале, помогающей оценивать состояние центральной нервной системы и применяемой в острых случаях для оценки тяжести травмы и ментальных функций у субъекта.
GOS - оценка по шкале исходов Глазго (R - реабилитация, L - длительный уход при остром состоянии, 1 - смерть; 5 - полное выздоровление) - 5-балльную оценку дают пострадавшим с травматическими повреждениями мозга в некоторый момент процесса их выздоровления.
36-2
<20
Pneumotho-rax
<20
72,53
К. oxytoca S. aureus
<20
34,09
S. marcesens
362,29
159,56
<1
156,85
<1
<20
124,82
104,63
33,48
К. oxytoca
79,92
103,79
637,7
1752,89
952,71
102
1311,48
106
1083,15
108
2648,23
109
629,67
114
379,51
121
2325,85
123
8009,14
129
500,95
131
16194,74
132
282,84
133
480,59
138
137,37
140
567,2
143
426,93
145
1655,73
149
58,68
149-
749,03
150
111,68
151
389,23
152
134,8
153
272,45
156
25,45
157
634,13
158
2183,93
161
386,28
161-
691,98
162
364,63
163
107,4
164
69,15
166
856,74
169
<20
170
368,9
178
48,55
179
<20
182
1059,7
182-
255,73
183
279,76
184
<20
190
624,44
191
2207,58
191-
798,37
192
<20
195
2608,52
196
<20
198
404,87
200
816,38
202
<20
203
112,64
204
1290,96
205
2108,70
206
656,8
208
<20
209
276,96
210
76,19
211
76,98
212
<20
212-
505,63
213
218,41
215
503,16
215-
322,54
216
163,25
219
12019,74
221
177,19
222
155,14
225
247,88
228
190,86
229
92,4
231
243,68
233
72,03
234
22,96
235
356,11
235-
68,11
237
509,7
239
1620,48
Surg 001
2648,55
<1
Surg 002
500,22
<1
Surg 003
56,74
<]
Surg 004
505,67
<1
Surg 005
<20
Surg 92
89,23
Surg 92-2
67,87
Rill
2235,63
R113
1216,05
Хотя были подробно описаны различные варианты осуществления настоящего изобретения, квалифицированным специалистам в данной области техники ясно, что в этих вариантах осуществления настоящего изобретения возможны модификации и адаптации. Однако следует ясно понимать, что и такие модификации и адаптации входят в объем настоящего изобретения, как это изложено в нижеследующих пунктах формулы изобретения.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Способ подготовки имплантируемого устройства медицинского назначения к имплантации в организм субъекта, включающий в себя контактирование указанного устройства с аспартат-аланин-дикетопиперазином (DA-DKP).
2. Способ имплантирования устройства медицинского назначения, включающий в себя имплантирование устройства медицинского назначения некоторому субъекту, причем поверхность устройства содержит DA-DKP.
3. Способ по п.1 или 2, где имплантируемое устройство медицинского назначения выбирают из группы, состоящей из имплантата, катетера, стента, протеза, грудного имплантата, насоса, трубки, штифта, стержня, винта, скобы, пластины и ритмоводителя.
4. Способ по п.3, где указанный стент выбирают из группы, состоящей из сердечного стента, артериального стента и противозачаточного стента.
5. Способ по п.3, где указанный протез выбирают из группы, состоящей из искусственного тазобедренного сустава, искусственного коленного сустава и искусственного голеностопного сустава.
6. Способ по п.3, где указанный насос представляет собой инсулиновый насос.
7. Способ по п.1 или 2, где имплантируемое устройство медицинского назначения изготовлено из материала, который выбирают из группы, состоящей из металла, стали, титана, стекла, полимеров, пластмасс и керамики.
8. Способ по п.1 или 2, где DA-DKP является прилипшим к поверхности имплантируемого устройства медицинского назначения, пропитывает поверхность имплантируемого устройства медицинского назначения или нанесено в виде покрытия на поверхность имплантируемого устройства медицинского назначения.
1.
9. Способ по п.1 или 2, где имплантируемое устройство медицинского назначения приводят в кон-
такт с раствором, содержащим DKP, где указанный раствор налипает на имплантируемое устройство
медицинского назначения.
10. Способ по п.9, где концентрация DA-DKP составляет от приблизительно 1 до приблизительно 500 мкМ или от приблизительно 50 до приблизительно 100 мкМ.
11. Способ по любому из пп.1-9, где концентрация DA-DKP на поверхности имплантируемого устройства медицинского назначения, контактирующей с организмом, составляет от приблизительно 1 до приблизительно 200 или приблизительно 50 нг/см2.
12. Способ по пп.1-11, где субъект представляет собой млекопитающее.
13. Способ по п.12, где млекопитающим является человек.
14. Способ по пп.1-13, где присутствие DA-DKP повышает иммунную толерантность субъекта к устройству.
15. Имплантируемое устройство медицинского назначения, где поверхность устройства содержит DA-DKP и где имплантируемое устройство медицинского назначения выбирают из группы, состоящей из имплантата, катетера, стента, протеза, грудного имплантата, насоса, трубки, штифта, стержня, винта, скобы, пластины и ритмоводителя.
16. Устройство по п.15, где имплантируемое устройство медицинского назначения изготовлено из материала, который выбирают из группы, состоящей из металла, стали, титана, стекла, полимеров, пластмасс и керамики.
17. Устройство по п.15, где DA-DKP является прилипшим к поверхности устройства, пропитывает поверхность устройства или нанесено в виде покрытия на поверхность устройства.
18. Устройство по п.15, произведенное посредством контактирования устройства с раствором, содержащим DA-DKP, где указанный раствор налипает на устройство.
19. Устройство по любому из пп.17 или 18, где концентрация DA-DKP составляет от приблизительно 1 до приблизительно 500 мкМ или от приблизительно 50 до приблизительно 100 мкМ.
20. Устройство по любому из пп.15-18, где концентрация DA-DKP на поверхности имплантируемого устройства медицинского назначения, контактирующей с организмом, составляет от приблизительно 1 до приблизительно 200 или приблизительно 50 нг/см2.
Евразийская патентная организация, ЕАПВ Россия, 109012, Москва, Малый Черкасский пер., 2
027343
- 1 -
(19)
027343
- 4 -
(19)
027343
- 9 -
027343
- 10 -
|
